激光测距在卸卷小车定位系统的使用
激光测距在卸卷小车定位系统的使用
作者:袁盛芝
卸卷小车在卷取机内起着重要的作用, 它要把卷好的钢运到翻钢机上, 还要完成对钢卷的打捆作业。因此, 小车的整个动作过程都要求十分精确并符合工艺要求。在整个作业过程中设置了六个位置: 返回到位、返回减速、打捆减速、打捆1位、打捆2位、前进减速, 通过对这六个位置的检测完成对小车的速度和启停控制。以前, 卸卷小车的位置检测靠现场安装的接近开关来完成, 由于现场工作环境恶劣, 加之机械设备的碰撞和挤压, 接近开关经常遭到损坏, 使小车的动作发生异常, 造成停产。另外, 一旦位置发生偏差, 必须停产调整, 而且班组人员在更换开关时周围环境差, 危险系数较大, 不利于安全控制。鉴于以上原因, 决定用激光测距仪来代替接近开关。装置采用S7-300 控制, 通过读取激光测距仪采回的数据获知小车的位置, 从而代替了现场安装的限位开关的功能, 提高了设备的位置精度, 并且维护量小, 不易损坏, 安装位置比较合理, 安全系数大。该检测装置的投入从根本上避免了作业人员现场更换限位开关的危险性。
二、系统结构及控制要求
(一) 卸卷小车定位系统的主要组成部分
1、7个接近开关通过现场端子箱与 PLC之32路开关量输入模板相连;
2、1个激光测距仪通过现场中继箱与PLC之RS422通讯模板相连;
3、7个选择开关位于仪表控制柜内,用于选择某个位置的检测方式;
4、7个指示灯用于显示小车的停止位置或位置检测的方式;
5、负载电源使用24V、10A 直流电源 ,给现场接近开关供电;
6、激光测距仪采用24V直流电源,电源位于现场中继箱内;
7、PLC 组成如下: 1 块电源模板 6ES7307, 1块CPU模板6ES7314,2块RS422模板6ES7341,2 块开关量输入模板 6ES7321,2块继电器输出模板6ES7322。
(二) 控制要求
PLC通过对激光采回的数据进行位置确认, 从而获知小车的位置, 然后进行输出:一路给TDC, 一路给柜面指示灯, 完成对小车的动作控制。
三、激光测距仪的接线与 PLC 的接口
激光测距仪通过专用电缆与 PLC 连接, 通过 PLC 柜内的特殊通讯模块 RS422 进行转换, 转换成 PLC 能识别的信号, 完成 PLC 对激光测距的读数功能。
考虑到激光测距的特点 , 采用了专用的通讯模块RS422,PLC系统含1块CPU 模板,2块32路数字量输入模块用于接收现场接近开关的信号( 设计考虑激光测距投入后接近开关不拆, 实现双限位。一旦激光发生故障时, 通过柜门的选择开关切换到接近开关) , 2 块 16 路继电器输出模块, 1 块电源模块。
程序编制完全自主完成, 厂家只提供通讯软件, 利用通讯软件把激光测距仪和 PLC 相连来读取激光测距仪的数值。通过现场测量卸卷小车各位置的距离, 确定了激光采回的数值所代表的位置, 然后又针对不同的位置设定了数值范围。只要激光采回的个数值在设定范围内, 则向TDC 和柜面指示灯输出信号, 从而完成测距范围。
五、结论
激光测距仪的投用, 提高了卸卷小车的位置精度。当位置发生偏差时, 调整变得相当容易; 另一方面, 减少了对现场接近开关的维护和更换量, 激光测距仪工作稳定, 不易损坏, 更换量小, 维护量小。激光测距仪的使用, 使卸卷小车有了双重位置检测,一方发生故障时可以立刻进行切换投入另一种, 大幅度地缩短了故障时间。更为主要的是减少了人工作业的危险性, 使人们可以等到检修或换辊停车时进行更换, 时间宽裕, 安全措施齐全, 保护了人身安全。
该系统完全满足其设计要求, 控制可靠, 受到了操作人员、维护人员、管理人员的好评。该监控系统的成功设计, 也为类似系统的旧设备改造提供了可取的经验。
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